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近日，兰州大学龙瑞军教授团队发表最新研究成果《A metagenomic
catalogue of the ruminant gut
archaeome》，从全球反刍动物肠道古菌基因组目录角度，系统解析了全球不同反刍动物肠道古菌的组成、多样性和功能，并进一步验证了牦牛，这一“低甲烷”排放动物其肠道古菌以Methanomethylophilaceae（甲基型甲烷菌）为优势菌群的特征，为反刍动物肠道古菌的研究和甲烷减排提供了数据支撑和新思路。该研究成果在《Nature Communications》期刊在线发表。甲烷（CH4）是全球变暖贡献率仅次于二氧化碳（CO2）的温室气体，其在20年周期内的全球变暖潜力约为二氧化碳的82.5倍。反刍动物的甲烷排放占全球人为甲烷排放的30%-32%。此外，反刍动物甲烷排放会导致日粮摄入总能2%-12%的损失。因此，降低反刍动物甲烷排放对全球绿色可持续畜牧业发展和缓解气候变暖至关重要。反刍动物甲烷的生成主要由胃肠道，尤其是瘤胃中的古菌产生。龙瑞军教授团队的前期研究证实，起源于青藏高原的牦牛属于“低甲烷”排放反刍家畜。不同反刍动物之间甲烷排放的差异可能归因于肠道(瘤胃)中古菌的组成不同。尽管许多研究人员已探索了反刍动物胃肠道主要古菌的组成和功能，但关于不同反刍动物肠道古菌的全面认识和全球性解析仍然缺乏。该研究通过收集和整合2,270个反刍动物肠道宏基因组样本（包括先前组装和培养的古菌基因组），建立了全球反刍动物肠道古菌基因组的目录。该目录包含了998个非冗余古菌基因组（99.9%
ANI），大部分古菌基因组（669/998 =
67.03%）属于Methanobacteriaceae和Methanomethylophilaceae（198/998 =
19.84%）。本研究组装得到了597/998个之前未描述的古菌基因组（完整度>50%，污染度<5%）。通过对比不同反刍动物不同肠道部位的古菌组成和功能，表明古菌的组成在种间和肠道部位上差异显著，其中“低甲烷”排放的牦牛肠道古菌以Methanomethylophilaceae为优势菌群。同时发现古菌可能携带抗生素和金属抗性基因、可移动遗传元件、致病因子、群体感应元件及古菌病毒组。综上，该目录的构建将为反刍动物古菌资源提供了重要的数据库，为推动理解反刍动物肠道古菌生态和基于牦牛等“低甲烷”排放物种，研发反刍动物甲烷减排策略提供有力支撑。![]()
不同反刍动物肠道古菌的组成
论文第一署名单位为兰州大学，动物医学与生物安全学院米见对青年研究员为论文第一作者，龙瑞军教授为通讯作者。泛第三极环境中心刘鹏飞教授指导了该项研究。生态学院博士后景小平博士和Apurva
Kakade博士，贵州大学王惟惟博士等参与了该项研究。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1200904,
2023YFD1301700和2023YFD1300900）、甘肃省联合基金（23JRRA1514）、国际原子能项目（CRP
D31031）的资助，以及兰州大学超算中心的支持。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-54025-3
